Реферати

Реферат: Алкалоїди роду Carex на Європейському північному сході Росії

Команда. Формування команди. Принципи формування команд, причини їхнього розпаду. Основні показники і властивості керування, процеси й етапи командообразования. Функції керівника команди, створення сприятливого клімату, дозвіл конфліктів і питань. Правильний підбор складу.

Особливості образ-я і мотивації досягнення в юнацькому віці. Особливості Я-концепції на юнацькому етапі розвитку. Психодиагностическое дослідження соціально-рольових і індивідуальних якостей старшокласників (юнаком і дівчин) СОШ №46. Порівняльний аналіз Я-образа в групах з різною мотивацією досягнення.

Буряти і Калмики. Аналіз етногенезу бурятського і калмицького народів, древньої історії краю. Вивчення особливостей звукового ладу мови, духовної культури, побуту, пам'ятників древнетюркской рунічної писемності. Опису господарських занять і вірувань бурять і калмиків.

Інструменти і механізми грошово-кредитної політики Росії. Грошово-кредитна політика: сутність, мети й ефективність, інструменти. Політика обов'язкових резервів. Рефінансування комерційних банків. Динаміка ставки рефінансування. Операції на відкритому ринку. Динаміка інфляції на споживчому ринку.

Структура відділу керування культури Уссурійського міського округу. Структура і функції Адміністрації Уссурійського міського округу (УГО). Структура відділу керування культури, його мети і задачі. Шляху підвищення кваліфікації працівників культури і мистецтва. Основні проблеми в галузі культури УГО і шляху їхнього рішення.

Сиктивкарський Державний Університет

Химіко-біологічний факультет

РЕФЕРАТ

по літній практиці

"Алкалоїди роду Carex на Європейському північному сході Росії"

Роботу виконав

студент 240 групи. ..

Сиктивкар 2001

План реферату:

Вступ.

з1. Коротка характеристика алкалоїдів (особливості структури, історія відкриття).

з2. Поширення алкалоїдів в рослинному світі.

з3. Біосинтез і можливі функції в рослинах.

з4. Методи виділення і встановлення структури.

з5. Рослини - продуценти алкалоїдів (коротка ботанічна характеристика роду Carex. Біологічні особливості. Поширення в природі).

з6. Дані про хімічний склад. Використання в медицині.

Висновок. Актуалізація теми.

Список літератури, що використовується.

Вступ.

Алкалоїди є досить цікавим класом органічних сполук з точки зору їх структури і фізіологічних дій, що надаються на тваринний організм.

Дана робота є переважно оглядовою. У рефераті розглянемо коротку характеристику алкалоїдів, зокрема відмітимо класифікацію, що є, торкнемося історію відкриття деяких представників. У наступних параграфах мова піде про поширення алкалоїдів в природі і їх локалізації в рослинному організмі. Також, стисло відмітимо про можливі функції алкалоїдів в рослинах, опишемо біосинтез деяких гетероциклических основ, а також шляхи їх виділення і встановлення структури.

Наступний блок буде включати інформацію безпосередньо об продуцентах алкалоїдів - рослинах. Тут би хотілося загострити увагу на безпосередньо цікавлячому роді Carex, відмітивши його коротку ботанічну характеристику.

Також, буде приведений хімічний склад і корисні властивості представників роду Carex на цікавлячому нас географічному ландшафті.

Додатково буде представлена інформація поCarexBrevicollisDC.

(Осока парвская), цікавої наявністю алкалоїдів (бревиколлин, бревикарин, гарман), однак виростаючої за межами флори, що вивчається нами ''.

Інформація для реферату була взята з монографії академіка А. П. Орехова "Хімія Алкалоїдів", "Біохімії рослин" С. О. Гребінського, ' Рослинних ресурсів Росії і суміжних государств', і інш., а також з джерел глобальної інформаційної мережі.

з1. Коротка характеристика алкалоїдів (особливості структури, історія відкриття).

З древнейших часів людина використала алкалоїди як ліки, отрути і відьмацьке зілля, однак структура багатьох з цих з'єднань була визначена відносно недавно. Термін «алкалоїд» («схожий на луг») був запропонований в 1819 фармацевтом В. Мейснером. Перше сучасне визначення (1910), дане Е. Вінтерштейном і Г. Тріром, описує алкалоїд в широкому значенні як азотсодержащее речовина основного характеру рослинного або тваринного походження; при цьому істинний алкалоїд повинен задовольняти чотирьом умовам: 1) атом азоту повинен бути частиною гетероциклической системи; 2) з'єднання повинно мати складну молекулярну структуру; 3) воно повинно виявляти значну фармакологічну активність і 4) мати рослинне походження.

До теперішнього часу виділено понад 10 000 алкалоїдів різноманітних структурних типів, що перевищує число відомих з'єднань будь-якого іншого класу природних речовин. Недивно, що класичне визначення Вінтерштейна - Тріра застаріло: з'єднання, що розглядаються більшістю хіміків і фармакологів як алкалоїди, не відповідають всім його вимогам. Наприклад, колхицин і пиперин не мають основного характеру, в той же час колхицин і такі b-фенилетиламини, як мескалин, не є гетероциклами:

Складність структури - дуже розпливчате поняття, щоб входити у визначення: те, що складно для одних хіміків, здається простим для інших. Фармакологічна активність - невдалий критерій, оскільки багато які речовини виявляють її, якщо присутні в достатніх дозах. Якщо включити її у визначення, доведеться оговорити рівень доз. Багато які речовини зі структурою класичних алкалоїдів отримані з матеріалів нерослинного походження - тканин тваринних, грибів (в тому числі плесневих), бактерій. Так що нове визначення поняття «алкалоїд», з одного боку, повинно охоплювати, можливо, більше число з'єднань, що відносяться до алкалоїдів більшістю дослідників, а з іншою - виключати такі класи природних азотсодержащих з'єднань, як алифатические амини, амінокислоти, аминосахара, білки і пептиди, нуклеїнові кислоти, нуклеотиди, птерини, порфирини і вітаміни. Наступне визначення, запропоноване У. Пельтье, відповідає цим умовам і, тому отримало широке визнання: алкалоїд - це циклічна органічна сполука, вмісна азот в негативній мірі окислення і маюче обмежене поширення серед живих організмів.

Вимога наявності циклічного фрагмента в структурі молекули виключає з списку алкалоїдів прості низкомолекулярние похідні амоній, а також циклічні полиамини, такі, як путресцин H2N(CH2)4NH2, спермидин H2N(CH2)4NH(CH2)3NH2и спермин H2N(CH2)3NH(CH2)4NH(CH2)3NH2. У той же час вимога наявності азоту в негативній мірі окислення (з. про.) зумовлює включення в список алкалоїдів аминов (з. про. -3), аминоксидов (-1), амидов (-3) і четвертичних аммониевих солей (-3), але виключає нитро- (+3) і нитрозо- (+1) з'єднання. При цьому важливо, щоб дотримувалася умова обмеженої поширеності в живій природі, інакше майже всі природні азотисті з'єднання довелося б прирахувати до алкалоїдів. Визначення алкалоїдів, запропоноване Пельтье, зручне в тому відношенні, що підтверджує віднесення до алкалоїдів більшості тих з'єднань, які, хоч традиційно вважаються алкалоїдами, повинні були б виключатися з їх числа згідно з класичним визначенням Вінтерштейна - Тріра. Це, наприклад, колхицин, пиперин, b-фенилетиламини, рицинин, генцианин, буфотоксин. Оскільки структурою з'єднання визначається його приналежність до алкалоїдів, антибіотики відповідної структури (наприклад, циклосерин, глиотоксин, митомицин З, пеніцилін, стрептоміцин і стрептонигрин) також можуть бути віднесені до алкалоїдів.

Дві системи, що звичайно використовуються класифікують алкалоїди по родах рослин, в яких вони зустрічаються, або на основі схожості молекулярної структури. Класи алкалоїдів, члени яких об'єднані по джерелу виділення, - це алкалоїди аконита, аспидосперми, хінного дерева, спориньи, ефедри, ибоги, ипекакуани, люпину, опийного маку, раувольфії, крестовника, картоплі, стрихноса (блювотного горіха) і иохимбе. Хімічна класифікація заснована на особливостях молекулярного азотно-вуглецевого скелета, загальних для членів даної групи алкалоїдів. Головні структурні класи включають пиридиновие (нікотин), пиперидиновие (лобелин), тропановие (гиосциамин), хинолиновие (хінін), изохинолиновие (морфин), индольние (псилоцибин, активний початок мексиканських галлюциногенних грибів, резерпин і стрихнін), имидазольние (пилокарпин), стероидние (томатидин з томатів), дитерпеноидние (аконитин), пуриновие (кофеїн з чаю і кави, теофиллин з чаю і теобромин з чаю і какао) алкалоїди:

Историяоткрития деяких алкалоїдів.

Початок хімії алкалоїдів звичайно відносять до 1803, коли Л.-Ш. Деронь виділив з опіуму - висохлого на повітрі молочного соку снотворного (опийного) макаPapaver somniferum- суміш алкалоїдів, яку він назвав наркотином. Потім в 1805 Ф. Сертюрнер повідомив про виділення морфина з опіуму. Він приготував декілька солей морфина і показав, що саме морфином зумовлюється фізіологічна дія опіуму. Пізнє (1810) Б. Гомес обробив спиртовий екстракт кори хінного дерева лугом і отримав кристалічний продукт, який назвав «цинхонино,». П. Пельтье і Ж. Кавенту на фармацевтичному факультеті Сорбонни (1820) виділили з «цинхонино» два алкалоїди, названі хинином і цинхонином. Пізнє дослідники отримали більш двох десятків основ з екстрактів кори хінного дерева і рослин роду ремиджия (Remijia) цьому. маренових. Між 1820 і 1850 було виділено і описане велике число алкалоїдів нових різноманітних типів. Серед них аконитин з рослин роду аконит (Aconitum, борець) - одна з найбільш токсичних речовин рослинного походження; атропін - оптично неактивна форма гиосциамина і могутній мидриатическое засіб (навіть 4*10-6гвизивают розширення зіниці); колхицин - алкалоїд безвременника осіннього, вживаний при лікуванні подагри; кониин представляє особливий історичний інтерес, оскільки саме він став знаряддям страти Сократа в 399 до н. е., коли великий філософ був вимушений випити чашу з настоєм болиголова (Conium maculatum); кодеїн - близький до морфину алкалоїд, що є цінним знеболюючим і противокашлевим засобом; пиперин - алкалоїд чорного перця (Piper nigrum); берберин - алкалоїд з коріння барбарису звичайного (Berberisvulgaris); стрихнін - дуже отруйний алкалоїд, що міститься в сім'ї чилибухи (Strychnos nux-vomica) і що використовується при деяких серцевих хворобах і для винищування гризунів; еметин міститься в корені ипекакуани (Cephaelis ipecacuanha, блювотний корінь) - блювотний і противопротозойное засіб, застосовується для лікування амебной дизентерії; кокаїн міститься в листі тропічних рослин родаErythroxylum, головним чином в кокові (E. coca), використовується в медицині як местноанестезирующее засіб:

з2. Поширення алкалоїдів в рослинному світі.

Згідно з даними, що беруть свої джерела з трудів академіка А. П. Орехова (1955), алкалоїди знаходяться не у всіх рослинах і число останніх невелико. Але через мале вивчення рослин в цій області можна чекати певних змін у бік збільшення числа видів алкалоидсодержащих рослин. Розподіл алкалоїдів між ботанічними видами досить нерівномірний. Деякі сімейства багаті алкалоидоносними представниками, в інших панує відсутність таких.

Часто рослини, що стоять близько одне до іншого в системі ботанічної класифікації, містять в собі ряд алкалоїдів, вельми близьких по своїй будові і створюючих природну групу. Але відомі випадки, коли з двох вельми близьких між собою ботанічних видів один багатий алкалоїдами, а іншої або абсолютно їх не містить, або ж містить алкалоїди іншої будови. Раніше вважалося, що певні алкалоїди є характерними і специфічними для певних ботанічних сімейств або навіть видів, і не зустрічаються ні в яких інших рослинах. Однак по мірі розгляду цього питання виявився ряд випадків, коли один і той же алкалоїд був знайдений в рослинах, що стоять дуже далеко одне від іншого в ботанічній класифікації і належного до абсолютно різних властивостей. Оскільки число таких випадків досить велике, їх не можна вважати виключеннями і не може йти мові про сувору ботанічну специфічність алкалоїдів.

У рослинному організмі звичайно розподіл алкалоїдів буває досить нерівномірно. Локалізація алкалоїдів відбувається переважно в певних частинах. Наприклад, у видахCinconaалкалоиди знаходяться головним чином в корі, тоді як у аконитов головна їх маса знаходиться в бульбах. У ракитника алкалоїди зосереджені головним чином в сім'ї, в кокаиновом кактусі в листі.

Відомі випадки, коли одні частини рослин дуже багаті алкалоїдами, тоді як в інших частинах тієї ж рослини вони повністю відсутні або міститися в набагато меншій кількості.

Різні частини однієї і тієї ж рослини можуть відрізнятися між собою також і якісними змістом алкалоїдів, т. е. в різних частинах рослин можуть знаходитися різні алкалоїди. Наприклад, корінь мачка торочкуватий містить виключно хелеретрин і сангвинарин, тоді як в надземних його частинах знаходяться тільки протопин, коридин і аллокриптопин. Тому при вивченні нових рослин необхідно дослідити окремо різні їх частини. Крім того, як процентний зміст, так і якісний склад алкалоидной суміші можуть мінятися протягом року в залежності від стадій розвитку рослин.

Процентний зміст алкалоїдів, що полягають в якому-небудь органі рослини, звичайне невелико. Відомо, правда, декілька прикладів - хінне дерево, барбарис, коридалис і інш., коли зміст алкалоїдів доходить до 10-15 %. Але такі випадки є рідкими виключеннями, і рослини, вмісні 1-2 % алкалоїдів, вважаються вже багатою сировиною. У ряді ж випадків зміст алкалоїдів вимірюється десятими, а іноді і сотими частками відсотка. Процентний зміст алкалоїдів схильний до сильних коливань, що залежать не тільки від частини рослини, що вивчається, але і від часу року (періоду вегетації) і умов зростання: клімату, грунту, добрива, вогкості і т. д. При цьому за час вегетації воно може або безперервно зростати, або ж спочатку збільшуватися, а потім падати. Тому для тих алкалоидоносних рослин, які мають виробниче значення, треба знати, в який момент кількість алкалоїдів досягаємо максимума, що може бути досягнуто шляхом вивчення динаміки їх накопичення і зміни їх складу, щоб встановити таким чином оптимальний момент збору.

Для видів алкалоидоносних рослин, що культивуються шляхом селекції і агромероприятий не тільки збільшити загальний зміст алкалоїдів, але і змінити їх якісний склад в бажану для дослідника сторону.

Кількісний і якісний зміст алкалоїдів може сильно мінятися від перенесення дикорослої рослини в інакшу обстановку. Іноді така дикоросла алкалоидоносное рослина в культурі втрачає свої алкалоїди або ж їх склад сильно міняється, що, звісно, пояснюється тільки недоцільними умовами культури, не відповідними тим, до яких дикоросла рослина пристосувалася в процесі еволюції.

Один алкалоїд рослину містить тільки в дуже рідких випадках, т. до. при детальному вивченні не виключена можливість, що в ньому будуть знайдені інші алкалоїди. У більшості випадків в рослині знаходиться суміш декількох алкалоїдів, число яких може дійти до 15-20 і навіть більш.

Звичайно алкалоїди знаходяться в рослині у вигляді солей різних органічних або мінеральних кислот. Особливо часто зустрічаються вони у вигляді солей яблучної, лимонної, щавлевої, янтарної і дубильної кислот (таннин). Далі зустрічаються солі оцтовій, пропионовой і молочної кислот. З мінеральних кислот зустрічаються сірчана, фосфорна, роданистоводородная. У деяких рослинах алкалоїди пов'язані з кислотою, що є характерною для даної рослини, наприклад аконитовой (в аконите), хінної (в хінній кірці), меконовой (опій).

з3. Біосинтез і можливі функції в рослинах. Фармакологичеськаактівность.

У основі біосинтезу алкалоїдів лежить освіта відповідних гетероциклов. Початковими речовинами для освіти гетероциклов, вмісних азот, є амінокислоти або продукти їх декарбоксилирования - амини. Приведемо конкретні схеми утворення ряду гетероциклов на основі дослідів по годівлі рослин міченими амінокислотами. Мічені атоми вуглеводу позначені зірочками.

Глутаминовая кислота і орнитин служать джерелами освіти пирролидина:

Орнитин, введений в листя блекоти, включається в тропановое кільце гиосциамина:

Нікотинова кислота і орнитин в листі тютюну перетворюються в нікотин:

З нікотинової кислоти у клещевини утвориться рицинин, а сама нікотинова кисота виникає з аспаргиновой кислоти і гліцеринового альдегіду:

При годівлі маку Papaversomniforum міченими фенилаланином і тирозином був отриманий морфин, вмісний изохинолиновое кільце.

Лизин перетворюється в амин кадаверин, який є безпосереднім попередником анабазина, лупинина, спартеина і інших алкалоїдів:

Тирозин служить джерелом горденина; з фенилаланина утвориться ефедрин.

Алкалоїд з проростков ячменю грамин утвориться з триптофана:

При синтезі стероидних алкалоїдів атом азоту впроваджується в кільце за допомогою реакції трансаминирования.

Більшість алкалоїдів містить групу. Метильние групи у таких алкалоїдів, як нікотин, рицинин, гиосциамин, морфин і інш., з'являються внаслідок перенесення їх від метионина і аналогічних з'єднань. Джерелом метильних груп можуть служити також мурашина кислота, формальдегид, серин і гликолат.

Функцииалкалоидовв рослинах не цілком зрозумілі. Можливо, алкалоїди - це побічні продукти обміну речовин (метаболізму) в рослинах, або вони служать резервом для синтезу білків, хімічним захистом від тварин і комах, регуляторами фізіологічних процесів (зростання, обміну речовин і розмноження) або кінцевими продуктами детоксикації, що знешкоджує речовини, накопичення яких могло б пошкодити рослині. Кожне з цих пояснень може бути справедливим в конкретних випадках, однак 85-90% рослин зовсім не містять алкалоїдів.

Фармакологическаяактивностьалкалоидов змінюється в широких межах в залежності від структури. Серед них є знеболюючі кошти і наркотики (морфин, кодеїн); могутні стимулятори центральної нервової системи (стрихнін, бруцин), мидриатические (т. е. що розширюють зіницю) кошти (атропін, гиосциамин) і миотические (т. е. що звужують зіниця) кошти (физостигмин, пилокарпин). Деякі алкалоїди виявляють адренергическую активність, збуджують симпатичну нервову систему, стимулюють серцеву діяльність і підвищують кров'яний тиск (ефедрин, епинефрин). Інші - знижують кров'яний тиск (резерпин, протовератрин А). Завдяки своїй фізіологічній активності багато які алкалоїди, будучи сильними отрутами, знаходять застосування в медицині.

з4. Методи виділення і встановлення структури.

Головною проблемою при виділенні алкалоїдів є відділення речовини від "баластного " матеріалу, що становить головну масу рослинної сировини. У випадку з легколетучими алкалоїдами, виділення проводиться шляхом отгонки з водяною парою, однак такі випадки рідкі. Оскільки звичайно алкалоїди знаходяться в рослині у вигляді різних кислот, то необхідно спочатку звільнити їх шляхом змочування подрібненої рослини розчином лугу.

Нерідко для видобування алкалоїдів вдаються до екстракції за допомогою відповідних розчинників. Подібні методики виділення діляться на дві групи: екстракція у вигляді солей і екстракція у вигляді вільних основ. У першому випадку рослинна сировина обробляється відповідним розчинником, до якого додається невелика кількість якої-небудь кислоти (оцтової, соляної, винної, лимонної і інш.). Екстракція ведеться звичайно в конічних екстракционних апаратах (перколяторах), в які завантажується дрібо розмолота сировина і заливається розчинник. Після настояння протягом декількох годин розчин повільно випускають через кран, що є в нижній частині перколятора, а сировину знов заливають свіжим розчинником і продовжують так до повного видобування, т. е. до того моменту, коли в пробі рідини, що стікає з перколятора, за допомогою відповідних якісних реакцій не вдається більше відкрити присутність алкалоїду. Ще більш довершеної є безперервна перколяция; при цьому способі, в міру того як з крана перколятора повільно зливається розчин, у верхню його частину автоматично додається така ж кількість свіжого розчинника. При наявності апаратури доцільно використання екстракцію в декількох перколяторах за принципом противотока: розчин, витікаючий з першого перколятора, поступає на свіжу сировину, що знаходиться в у другому перколяторе; з другого збагачений розчин поступає на свіжу сировину - в третьому перколяторе і т. д. Цим шляхом вдається отримати більш концентровані розчини алкалоїду і обійтися з меншою кількістю розчинника. На виробництві встановлюються "екстракционние батареї", що складаються з 5-10 перколяторов.

Солі алкалоїдів звичайно розчинні у воді, спиртах (метиловому і етиловому) і нерозчинні в ефірі і углеводородах. Тому при видобуванні алкалоїдів у вигляді солей як розчинник звичайно застосовується вода або спирт. Хоч екстракція алкалоїдів йде в більшості випадків легко і швидко, однак цей спосіб має недолік, що спирт, а особливо вода, витягує з рослин нарівні з алкалоїдами велику кількість так званих "екстрактивних речовин" (білки, смоли, дубители, слизи і інш.), присутність яких часто сильно утрудняє обробку таких розчинів.

Екстракція алкалоїдів у вигляді вільних основ.

При цьому методі необхідно заздалегідь виділити алкалоїди, що знаходяться в рослині у вигляді солей, що досягається обробкою лугом. Іноді для цього злегка вологий порошок рослинної сировини ретельно змішують з сухою основою (окисел магнію або вапно), а потім піддають екстракції. У інших випадках рослину змочують і ретельно розтирають з розчином лугу (аміак, сода, їдкий натр) і потім піддають екстракції в перколяторе. Оскільки вільні алкалоїди розчинні не тільки у воді і спирті, але і в більшому числі органічних розчинників, то вибір відповідного розчинника в цьому випадку набагато багатше. Частіше за все для цієї мети застосовують бензол, дихлоретан, рідше користуються ефіром, хлороформом, четиреххлористим углеводородом, петролейним еффиром і гасом. Сама екстракція ведеться шляхом перколирования абсолютно так само, як у разі екстракції в кислому середовищі.

Вибір відповідного лугу є дуже важливим моментом, оскільки багато які алкалоїди дуже чутливі до дії сильних лугів і можуть при цьому зазнавати небажаних змін, також можуть зустріти випадки, коли алкалоїд являє собою настільки сильну основу, що для його виділення з солей недостатньо слабих основ на зразок аміаку.

Попередня екстракція.

Для розділення суміші алкалоїдів від баластних речовин застосовується спосіб попереднього очищення сировини. Для цього сировину спочатку обробляють якою-небудь слабою кислотою (або сіллю, що має слабокислую реакцію) і піддають екстракції бензолом або петролейним ефіром. Алкалоїди, будучи пов'язані у вигляді солей, в ці розчинники не переходять, а розчинник витягує тільки нейтральні або кислі екстрактивні речовини. Після цієї попередньої обробки рослинний матеріал знов обробляють відповідним лугом і повторно витягують за тим же способом. Розчин алкалоїдів при цьому виходить значно більш чистим, вмісним набагато менше сторонніх речовин, і виділення з нього чистих основ значно полегшується. Однак, внаслідок громоздкости і великої витрати часу цей метод застосовується тільки у виняткових випадках, там де доводиться мати справу з сировиною, особливо багатою баластними речовинами, або у разі дуже чутливих і алкалоїдів, що легко змінюються.

Екстракти, отримані тим або інакшим способом, містять алкалоїди (і баластні речовини), або у вигляді солей, або вже у вільному вигляді. Згідно з цим подальша обробка їх дещо відрізняється.

Далі проводитсяобработка екстрактів. При цьому для виділення алкалоїдів з водних, кислих розчинів їх солей ці розчини подщелачиваются і алкалоїди отсасиваются (якщо вони труднорастворими у воді і прямо випадають в твердому вигляді) або ж витягуються відповідним розчинником (ефіром, хлороформом, бензолом, амиловим спиртом і інш.), що не змішується з водою. Таку обробку часто проводять багато разів.

У разі спиртових кислих розчинів необхідно спочатку видалити спирт, що робиться шляхом отгонки на водяній бані; густа маса, що залишається після цього обробляється водою (або розбавленою кислотою), причому частина смолистих речовин залишається нерозчиненою і відділяється шляхом фільтрації. Ці смоли часто адсорбують значну кількість алкалоїдів, так що доводитися обробляти їх декілька разів гарячою водою (або розбавленою кислотою) до повного виділення з них алкалоїдів.

Останнім часом для виділення алкалоїдів з водних або кислих дифузійних

соків застосовується більше за простойметод адсорбції.

Як адсорбент звичайно застосовуються вугілля і ионообменние адсорбенти: природні глини або штучні смоли.

Розчини вільних алкалоїдів в розчиннику, що не змішується з водою, отримані шляхом лужної екстракції рослини, звичайно значно чище, чим водні і спиртові екстракції, т. е. містять менше баластних речовин. Для отримання з них алкалоїдів ці розчини спочатку колотяться з розбавленою кислотою (1-5 %), в яку переходять всі алкалоїди. Останні, таким чином, відразу концентруються в порівняно невеликому об'ємі рідини. Цей кислий розчин зазнає звичайного очищення, подщелачивается і алкалоидная суміш або отсасивается або знов витягується органічним розчинником.

Розділення алкалоїдів.

Розділення алкалоїдів на основі різних температур кипіння. Цей метод використовується у випадку, коли алкалоїди, що знаходяться в суміші, сильно відрізняються один від іншого по своїй температурі кипіння. Таким чином, можливо розділити їх шляхом дробової перегонки.

Методи, засновані на відмінності розчинності.

Відмінність в розчинності алкалоїдів і їх солей в різних розчинниках є основою найчастіше вживаних методів їх розділення і очищення.

Вже при видобуванні "суми алкалоїдів" з первинного кислого розчину, отриманого при екстракції, можна, шляхом застосування різних несмешивающихся органічних розчинників, досягнути часткового розділення суміші. Так, наприклад, при збовтуванні подщелоченного розчином ефіром в останній переходить частину алкалоїдів, тоді як частина залишається у водному розчині і витягується з нього тільки застосуванням іншого розчинника, наприклад хлороформа або бензолу. Таке часткове розділення алкалоидной суміші на дві або більше за групу, застосовувалося наприклад, у разі алкалоїдів кактуса -Anhalonium. Це розділення, звісно, ніколи не буває повним і являє собою тільки грубу першу фракционировку.

Розділення на основі різної "сили основности".

Метод заснований на тому, що різні алкалоїди володіють різною "силою основности". Якщо до суміші таких алкалоїдів додати кількість кислоти, недостатню для нейтралізації всієї маси, то насамперед з кислотою зв'яжуться найбільш сильні основи, тоді як більш слабі залишаться вільними. Навпаки, якщо до розчину суміші алкалоїдів в теоретичній кількості якої-небудь кислоти додати кількість лугу, недостатню для звільнення всієї суми алкалоїдів, то насамперед розкладуться солі найбільш слабих основ, тоді як сильні залишаться в пов'язаному з кислотою вигляді. Розділення цим способом звичайно буває неповним, особливо при складних сумішах, і в окремих фракціях спостерігається збагачення однією з основ. Для повного розділення і очищення цей метод комбінують з іншими способами, заснованими на кристалізації солей або вільних основ.

Розділення на основі різної адсорбционной здатності (хроматографія).

Метод хроматографії складається в тому, що через колонку, наповнену адсорбентом, пропускається випробуваний розчин, вмісний декілька алкалоїдів. Після того як розчин повністю проникає в шар адсорбенту, колонку промивають органічним розчинником або сумішшю трохи розчинників і збирають окремі фракції витікаючої з колонки рідини. Подальша звичайна обробка окремих фракцій дозволяє виділяти індивідуальні з'єднання.

Розділення шляхом отримання похідних.

Він використовується у випадках, коли алкалоїди, що знаходяться в суміші, відрізняються одні від інших такими хімічними особливостями, які дозволяють зробити їх розділення шляхом отримання яких-небудь відповідних похідних. Цей метод розділення засновується на тому, що один з алкалоїдів вступає в реакцію з яким-небудь реактивом, тоді як інший залишається незмінним. Властивості похідного першого алкалоїду (розчинність і пр.), що утворився таким чином часто сильно відрізняються від властивостей початкової речовини і дозволяють провести розділення його звичайним методом кристалізації. Основною умовою при цьому є те, що алкалоїд повинен легко зворотно виходити з отриманого похідного і не повинен зазнавати при цьому ніяких істотних змін.

Загальні методи вивчення структури.

При вивченні структури алкалоїдів особливо важливу роль грають реакції розмикання гетероциклических кілець, оскільки вони дозволяють перейти від складних полициклических структур до більш простих. Нарівні з цими реакціями велике значення мають також реакції, ведучі до встановлення основного азотно-вуглецевого "скелета" алкалоїду, що вивчається, т. е. тієї спрощеної структури, яка залишається після видалення бічних груп і ланцюгів.

Типовими прикладами є реакції розкриття кільця, зокрема однією з найважливіших є "гофманский розпад" і його модифікація "розпад по Емде". Це вдається здійснити завдяки тому, що при нагріванні четвертичних основ, останні розпадаються з утворенням води, третинним амина і ненасиченим углеводорода.

При вивченні алкалоїдів, що є третинним основами з метильной трупа при азоті, буває важливо перейти до відповідної повторної основи, позбавленої цієї групи, т. е. треба провести диметилирование. Ця реакція здійснюється: дією бромциана; сухою перегонкою хлор- або иодгидрата з отщеплением хлорметана або иодметана; дією хлоргидритов на основу, що дає спочатку хлорамин, що відновлюється до повторного амина (метод Вільштеттера); окисленням основи перманганатом, що дає відповідну N-карбоновую кислоту, мимовільно втрачаючу CO2; дією азотної кислоти (при підвищеній температурі) на третинну основу.

Найчастіше застосовуються різноманітні методи окислення і відновлення, що мають на своєю меті або видозміна тих або інакших груп молекул, або провести розпад молекули на більш прості частини.

Як окислювачі використовують перманганат (в різних середовищах) і хромову кислоту (в кислому середовищі). Як відновники застосовують водень в момент виділення або ж елементарний водень в присутності металевих каталізаторів.

з5. Рослини - продуценти алкалоїдів (коротка ботанічна характеристика. Біологічні особливості - поширення в природі. Особливості культивування).

CAREXL. цьому. ОсоковиеCyperaceae

Короткий опис.

Осоки схожі на трави, і більшість їх зростають на болотистих місцях і вдовж водоймищ. З першого погляду рослини можна спутати зі злаками, але є одна особливість, яка дозволяє "взнати їх в обличчя", - це тригранне стебло, ребра якого можуть бути гострими або закругленими. Більшість осок - многолетники з довгим або укороченим кореневищем. Рід Саrех охоплює безліч видів, відмінних один від одного не тільки по вигляду і висоті, але і на екологічні вимоги. Серед них знайдуться гірські види, арктичні, а також низовинні і болотяні види, зростаючі на мокрих кислих лугах, торфовищах, пісковиках. Одні утворять невеликі щільні подушки, інші - великі чагарники або зелені килими. Квітки однодомние або дводомні, що складаються з одного або двох колосків, які можуть бути двостатевими, чоловічими або жіночими. Плід - пухнаста семянка. Осоки декоративні в період цвітіння своїми пильовиками, що повисають на тонких нитках.

Рід Carex - найбільший рід, що включає біля 2000 видів. Представники Carex виростають по всій земній кулі - від високої Арктики до самих південних меж поширення покритосеменних, зустрічаючись у всіх кліматичних зонах, але найбільш характерний цей рід для помірних і холодних областей північної півкулі.

На території колишнього СРСР зустрічається біля 400 видів осок. 87 видів з підвидами виростають на території флори північного сходу європейської частини.

Сама численна група осок представлена тут бореальними видами, з яких найбільше поширення мають C.aquatilisssp.aquatilis, C.rostrata, C.vesicaria, C.globularis, C.caespitosa, C.diandra, C.cinerea. Невелика частина осок є арктичними видами: C.aquatilisssp.stans, C.bigelowiissp.arctisibirica, C.rariflora, C.glacialis, C.rotundata, C.misandra, C.ursina.

До арктоальпийской групи видів належить C.atrata, C.rupestris, C.fuscidula, C.crause, C.ledebouriana, C.atrofusca, C.bicolor, C.tripartita. Неморальними елементами флори є C.digitata, C.ornithopoda, C.pediformisssp.rhizodes, C.muricata, C.contigua. Ці види приурочені, як правило, до карбонатним грунтів і зустрічаються переважно на піднесеннях рельєфу. На території європейського північного сходу Росиї лежать одиничні місцезнаходження гірничо-степових (C.praecox, C.obtusata) видів.

Більшість видів Carex пов'язана в своєму поширенні з різного типу болотами, луговими асоціаціями (переважне гигрофильного характеру), заболоченими тундрою, берегами водоймищ. Деякі осоки (C.recta, C.paleacea, C.salina, C.subspathacea, C.maritima, C.glareosa, C.mackenziei, C.ursina) мешкають по морському побережжі на приморських лугах, пісках, галечниках.

Окремі види, ксерофильние, зустрічаються на сухих местообитаниях: щебенистих, каменистих і дрібнозернистих схилах, піщаних місцях, вапнякових оголеннях (C.rupestris, C.obtusata, C.praecox, C.ornithopoda, C.pediformisssp.pediformis, C.glacialis, C.fuscidula). Лісовими видами є C.digitata, C.pediformisssp.rhizodes, C.macrouta.

Осокам належить вельми істотна роль в складанні рослинного покриву флори території європейського північного сходу Росиї. Особливо це відноситься до видів, що виростає звичайно в масовій кількості і що займає нерідко великі простори (C.aquatilisssp.stans, C.aquatilisssp.aquatilis, C.bigelowiissp.arctisibiria, C.rotundata, C.rostrata, C.rhycchophysa, C.rariflora, C.globularis і інш.).

Корисні властивості. Хим. склад. Застосування.

За даними про відомий хімічний склад, корисні властивості і застосування різних видів представників роду Carex, тих, що виростають на цікавлячій нас території складемо таблицю.

Таблиця №1.

Вигляд

Хим. склад

Корисні властивості

C.acutaL.

(C.gracilis Сurt.)

- О. гостра.

Фітонциди

Фитонциди володіють антибактерійними властивостями. У Білорусі входить до складу збору для миття голови при себорее. Придатна як сировина для целюлозно-паперової промисловості. Як плетеночний матеріал. Кормове для з/х тварин. Декоративне.

C.acutiformisEhrh.

- О. загострена.

Листя: фенолкарбоновие кислоти і їх похідні: хлорогеновая. Флавоноїди: изоориентин, трицин, 5-глюкозид трицина.

C.cespitosa

Входять до складу полюстровского торфу, що використовується в практичній медицині для стимуляції регенеративних процесів пошкоджених тканин, нормалізації обміну речовин, поліпшення місцевого кровообігу, як аналгезирующее. Входять до складу полюстровского торфу, що використовується в практичній медицині для стимуляції регенеративних процесів пошкоджених тканин, нормалізації обміну речовин, поліпшення місцевого кровообігу, як аналгезирующее. Пом'якшувальне, при цинзі, часотке.

C.dioicaL.- О. дводомна.

Екстракт виявляє бактерицидну активність.

Подз. ч: Диуретическое, при ревматизмі. Кормове для з/х тварин.

C.hirtaL.- О. волосистая.

Фітонциди

Фитонциди володіють антибактерійними властивостями.

Настой-відхаркувальне при захворюваннях верхніх дихальних шляхів, родовспомогательное, диуретическое; відвар - при ларингіті, бронхіті, жіночих хворобах, неврозах, пом'якшувальне при цинзі, часотке.

C.nigra (L.) Reichard- О. чорна.

Циклітоли: мезоинозит. Вітаміни групи В, PP, H. Лістья: Флавоноїди: трицин. Хинони: пластохинон.

C.praecoxSchreb.- О. рання.

Подз. ч. У Білорусі і Брянської обл. (відвар - всередині ванни)-при ревматизмі і радикулите. Надз. ч. придатна як плетеночний, набивочний, пакувальний матеріал, для виготовлення вірьовок. Кормове для з/х тварин.

C.ripariaCurt. - О. берегова.

Листя. Фенолкарбоновие кислоти і їх похідні: хлорогеновая. Флавоноїди: изоориентин (гомоориентин, 6-С-глюкозид лютеолина), трицин 5-глюкозид трицина.

У Сибірі - при жіночих хворобах. Надз. ч. Придатна як сировина для целюлозно-паперової промисловості, як плетеночний, набивочний, пакувальний матеріал. Перганос. Кормове для КРС. Декоративне.

Таким чином, осоки володіють рядом лікувальних властивостей, застосовуються як сировина целюлозно-паперової промисловості, для поделочних цілей. Деякі види використовуються як декоративні рослини і для озеленення територій. Осоки також знаходять застосування як корм для сільськогосподарських тварин.

Інформація про культивування осок автору не зустрічалася, однак той факт, що різні види роду Carex застосовуються в декоративних цілях, свідчить про те, що на практиці це застосовується. Ймовірно, ця процедура проводиться по стандартних ботанічних прийомах.

Також приведемо інформацію про осоку парвской. Цей представник досить вивчений, але виростає виключно в південних регіонах. З цього вигляду осок був витягнутий ряд алкалоїдів і препарати, що виготовляються на цій основі знайшли застосування в медичній практиці, зокрема в акушерській.

Осока парвская, CarexBrevicollisDC.

Багаторічна рослина 30-45 см висоти, з укороченим густодернистим кореневищем, сімейства осокових (Cyperaceae). Листя тонкокожистие, гладке, 3-5 мм ширини. Суцвіття складається з 2-3 колосків, з яких один чоловічий - товстий, іржавий, інший жіночий. Плід - горішок. Зростає в світлих лісах, кутсарниках Среднеднепровья, по схилах гір Західного і Південного Закавказья.

Листя і коріння рослини містять алкалоїди, причому вміст їх у вказаних органах рослини неодинакого.

По даним Г. В. Лазурьевського, І. В. Терентьевой і А. В. Боровкова, вміст бревиколлина в листі досягає 95 % від всієї суми алкалоїдів, в корінні - 50 %, містяться також бревикарин, гарман і інш.

Бревиколлин відноситься до похідним индола. Ця безкиснева основа складу C17H19N3. Другий алкалоїд осоки парвской відноситься до похідним карболина - бревикарин C17H21N3, близький по своїй будові до бревиколлину.

Фармакологічні властивості алкалоїдів осоки парвской.

Уперше фармакологічне дослідження алкалоїду бревиколлина було проведене В. М. Черновим, що показав, що гидрохлоргидрат бревиколлина стимулює дихання, знижує артеріальний тиск, знімає судинні спазми, посилює скорочення кишечника і матки, володіє ганглиоблокирующими властивостями. Надалі дослідження бревиколлина були продовжені А. І. Леськовим в лабораторії фармакології ВИЛАР. Ним підтверджені дані, отримані В. М. Черновим, виявлені ведучі фармакологічні властивості алкалоїду і дано обгрунтування можливості використання його в медичній практиці. Бревиколлин посилює скорочувальну функцію мускулатури матки, підвищує її тонус в дозах, які ще не надають впливи на інші систами і органи. З цієї точки зору можна вважати дію бревиколлина на матку виборчим. Бревиколлин вивчався в порівнянні з пехикарпином і частково изоверином.

Внутрішньовенне введення алкалоїду в дозі 0,35-1 мг/кг спричиняє підвищення тонусу матки у наркотизированних кішок і морських свинок з одночасним учащением і збільшенням амплітуди її скорочень. Пехикарпин і изоверин в таких дозах викликають менший ефект. По токсичности у мишей бревиколлин близький до пахикарпину.

Підвищення тонусу матки, посилення і учащение її скорочень відмічені також у кішок при введенні алкалоїду в двенадцатиперстную кишку в дозі 1 мг/кг.

Препарат володіє ганглиоблокирующими властивостями, які, мабуть, можна пояснити його гипотензивное дію.

Застосування в медицині.

Бревиколлин застосовують в акушерській практиці як засіб для прискорення родової діяльності у випадках родових потуг і ранньому відходив вод, а також при захворюваннях, коли доцільно зменшити збудливість вузлів вегетативного відділу нервової системи (облитерирующий ендартериит, що перемежається кульгавість, ганглионити і інш.).

Препарат бревиколлина гидрохлорид (Brevicollinihydrochloridum). Ясно-кремовий з жовтавим відтінком кристалічний порошок. Розчинимо у воді, легко розчинимо в спирті. Як матковий засіб бревиколлин призначають всередину у вигляді 3 % розчину по 20-25 капіж на прийом 4-5 разів в день з інтервалами 1 година. Для більш швидкого ефекту призначають в м'яз по 1-2 мл 2 % розчини (0,02-0,04 г) 3-4 разу в день з інтервалом 1 годину між ін'єкціями. Як спазмолитическое при спазмах периферичних судин і ганглиотитах бревиколлин призначають в 3 % розчині по 20-25 капіж на прийом 2 рази в день. При застосуванні бревиколлина іноді можуть виникнути шум у вухах, почуття оглушення, зникаючий при зменшенні дози. Не треба призначати всередину при виразковій хворобі шлунка і гострих гастритах в стадії загострення через місцеву дратівливу дію препарата. Його не можна вводити під шкіру.

Висновок.

У рефераті була розглянута характеристику алкалоїдів: відмічена класифікація, історія відкриття деяких представників, відмічене питання про поширення алкалоїдів в природі і їх локалізації в рослинному організмі і про можливі функції алкалоїдів в рослинах, був представлений біосинтез деяких гетероциклических основ на конкретних прикладах, а також шляхи їх виділення і встановлення структури.

Розглядаючи питання об продуцентах алкалоїдів, був розглянутий запропонований рід Carex, в представниках якого на території Європейського північного сходу Росиї раніше алкалоїди виявлені не були. З цією метою була приведена інформація про осоку парвской, цікаву наявністю алкалоїдів (бревиколлин, бревикарин, гарман), однак виростаючої за межами флори, що вивчається нами ''. Відносно цього представника хотілося б сказати пару слів.

Наявність алкалоїдів в осоці парвской, дає надію того, що нам можливо вдасться виявити такі (навіть в нікчемних кількостях) і в представниках роду Carex, що виростають на наших північних територіях. Якщо це вдасться зробити, то можливе, вивчивши алкалоидоноскость як можна більшого числа видів з різних популяцій цікавлячої нас флори, може виявити яку-небудь (нехай навіть абсурдну) закономірність встечаемости цих унікальних азотсодержащих основ на прикладі роду Carex.

Список літератури, що використовується.

- Горіхів А. П. Химія алкалоидов.- М.: Видавництво Академії Наук СРСР, 1955.

- Гребинский С. О. Біохимія растений.-Левів: Вища школа, 1975. 280 з.

- Рослинні ресурси Росії і суміжних держав: Квіткові рослини, їх хімічний склад, використання; Сімейства Butomaceae-Typhaceae.-СПб.: Наука, 1994.-271 з.

- Флора північного сходу європейської частини СРСР. т.II. Сімейство Cyperaceae-Caryophyllaceae. Під ред. А. І. Толмачева.-Л.: Наука, Ленінгр. отд., 1976. 316 з.

- Турова А. Д. Лекарственние рослини СРСР і їх застосування. - М.: Медицина, 1974. - 424 з.